فتوگرامتری چیست
فتوگرامتری (فوتوگرامتری) چیست ؟ و تاریخچه مختصر از فتوگرامتری
نوشته شده توسط سید اسحق دلیری (مهندس نقشه برداری)
فتوگرامتری به معنای عملیات اندازه گیری تصاویر روی عكس میباشد كه شامل عكسبرداری از اشیاء، اندازه گیری تصاویر اشیاء، روی عكس ظاهر شده و تبدیل این اندازه گیریها به شكلی قابل استفاده (مثلاً نقشه های توپوگرافی) می شود و یکی از شاخه های رشته مهندسی نقشه برداری یاجیودیزی انجنیری می باشد.
امروزه فتوگرامتری به دو شكل استفاده می شود:
1- شكل كلاسیك آن عبارت است از اندازه گیریهای كمی روی عكس، كه حاصل آن تعیین موقعیت مسطحاتی و ارتفاعی نقاط، مساحات و احجام بوده كه در نتیجه آن، نقشه های مسطحاتی و توپوگرافی به دست می آید.
2- دومین شكل استفاده از فتوگرامتری، تفسیر عكس است كه در آن عكسها به صورت كیفی بررسی و از آن به عنوان مثال در زمین شناسی، خاك شناسی، تخمین سطح زیر كشت در كشاورزی، تشخیص آلودگی آب و بسیاری از موارد دیگر استفاده می شود.
در عملیات فتوگرامتری و تفسیر عكسهای هوایی، عكس مناسب چه از نظر مقیاس و چه از نظر سایر مشخصات، اهمیت ویژه ای دارد. در واقع عكسهای هوایی اساس كلیه عملیات اجرایی است و به همین دلیل برای انجام عكس برداری هوایی، مطالعه كامل برای تعیین مشخصات عكس، از هر نظر لازم است. بعلاوه چون بیشتر اوقات علاوه بر تهیه نقشه های توپوگرافی، از عکسها به منظورهای مطالعاتی نیز استفاده می شود، در تعیین مشخصات عكسبرداری هوایی علاوه بر ملاحظات فنی نقشه برداری، ضوابط مربوط به تفسیر عكسهای هوایی نیز مورد نظر قرار می گیرد.
این عوامل عبارتند از:
1- محدوده یا مسیر عكسبرداری
2- مقیاس عكس یا نقشه مورد تقاضا
3- مقدار پوشش طولی و عرضی هنگام تنظیم زاویه عدسی دوربین
4- نوع فیلم
5- تاریخ، فصل و یا ساعت عكسبرداری
در حال حاضر سازمان نقشه برداری كشور یا اداره عمومی جیودیزی و کارتوگارفی (AGCHO)با در اختیار داشتن هواپیمای عکس برداری توانایی تهیه عكسهای هوایی را در هر نقطه از كشور دارد. این هواپیماها با برد پروازی 5/6 ساعت و ارتفاع پرواز بین 500 الی 42000 پا، عكسبرداری از هر نقطه و با هر مقیاس لازم را ممكن می سازند. سازمان نقشه برداری كشور علاوه بر تهیه عكسهای پوششی (در مقیاس 1:40000) برای تولید نقشه های بنیادی كشور و عكسهای مطالعاتی و اجرای بسیاری از پروژه های بزرگ عمرانی بطور قائم در مقیاسهای متفاوت، توانایی تهیه عكسهای مایل رنگی و سیاه و سفید از مكانهای مقدس و مذهبی، بناهای تاریخی، پروژه های ساختمانی ، كارخانجات صنعتی و مراكز اقتصادی و بازرگانی را در مقیاسهای بزرگ دارد.
فتوگرامتری فرآیند اندازه گیری مختصات هندسی اجسام از روی عکسهای هوایی است. به‌عبارت دقیق تر فتوگرامتری عبارتست از هنر، دانش و فن تهیه اطلاعات درست عوارض از طریق اندازه گیری، ثبت و تفسیر بر روی عکس و یا سایر مدارکی که در بر دارنده اثری از انرژی الکترو مقناطیس بازتابیده شده باشد.
عکس مهم‌ترین منبع اطلاعاتی در این علم می باشد و اصول کار در فتوگرامتری بر روی عکسهای هوایی است.
عموماً فتوگرامتری را به دو شاخه فتوگرامتری متریک و فتوگرامتری تفسیری تقسیم بندی می کنند.
در فتوگرامتری متریکی، اندازه گیریهای کمی مطرح است، یعنی با استفاده از اندازه گیریهای دقیق نقاط از طریق عکس می توان فواصل حجم، ارتفاع و شکل زمین را تعیین کرد، که معمولترین کاربردهای این شاخه از فتوگرامتری تهیه نقشه های مسطحاتی و توپوگرافی از روی عکسهاست. اما فتوگرامتری تفسیری خود به دو شاخه تفسیر عکس و سنجش از‌‌دور تقسیم می‌شود.
در قسمت تفسیر عکس بیشتر مطالعات کیفی بر روی عکس انجام می گیرد، به‌عنوان مثال وضعیت پوشش گیاهی یک منطقه و یا میزان جمعیت یک شهر را از طریق عکس مورد مطالعه و تحقیق قرار می دهند.
عکسهای هوایی امروزه حداقل در دو رشته بزرگ علمی یعنی فتوگرامتری به معنی کلی تهیه نقشه از عکسهای هوایی و دیگری تفسیر به معنی شناسایی و تشخیص عوارض و اشیاء از روی تصویر به کار می روند و دارای شروع و تاریخ هم زمانی می باشند که بتدریج و با پیشرفتهای تکنولوژی، این دو رشته توسعه یافته و در نتیجه، استفاده و ابزار برای دو گروه کم کم از هم فاصله گرفته و در هر یک، تخصص های جداگانه ای به وجود آمده و بتدریج نیز اضافه خواهد شد.
عکسبرداری هوایی برای هر دو مصارف فوق دارای قدمت چندان زیادی نیست، بلکه تاریخ آن کم و بیش مقارن با پیدایش هنر و علم عکاسی و همچنین، صنعت هوانوردی است. اولین گزارش کتبی اختراع عکسبرداری به علوم آکادمی علوم و هنرهای فرانسه به سال ۱۸۳۹ باز می گردد. این عکسبرداری توسط دو فرانسوی به نامهای داگر و نیپس انجام گرفت. اولین گزارش قطعی پرواز هواپیما نیز مربوط به ۱۷ دسامبر ۱۹۰۳ به‌وسیله برادران آمریکایی رایت می باشد، بنابراین باید توجه نمود که تاریخ عکسبرداری هوایی به زمان بینابین دو تاریخ فوق برمی گردد. اولین عکسبرداری هوایی از اروپا (فرانسه) به وسیله G.S.Tournachon که بعداً Nadar نامیده شد، در ۱۸۵۸ در پاریس انجام گردید و مقارن با او، یعنی مجدداً در همان سال شخص دیگری به نام Laussedat با دوربین عکاسی و فیلمهای شیشه ای که با خود در بالن داشت، از دهکده ای نزدیک عکسبرداری نمود. او توانست از عکسها نقشه توپوگرافیک تهیه نماید و دومی موفق به تجزیه و تحلیل ریاضی برای برگردان تصویر پرسپکتیو به تصویر ارتوفتو شد. در آمریکا، اولین عکس هوایی که با بالن گرفته شد، به تاریخ ۱۳ اکتبر ۱۸۶۰ ثبت گردید. این عکس از ارتفاع ۱۲۰۰ پایی (۳۶۵ متری) از بندر بوستون گرفته شده و در اتحاد جماهیر شوروی سابق، تاریخ اولین عکسبرداری هوایی به سال ۱۸۸۶ بر می گردد.
اولین فیلم برداری هوایی به‌وسیله ویلبر رایت در ۱۹۰۹ با هواپیما از چنتوچیلی ایتالیا انجام شد. ولی استفاده عظیم از عکسهای هوایی، در ارتش و از جنگ جهانی اول بود، در حالی که برای مصارف غیر نظامی، از جنگ جهانی دوم به طور وسیع آغاز گردید. با پیشرفت در صنایع شیمیایی و تهیه فیلم بهتر و همچنین تکنولوژی هوایی، در مجموع، این شاخه از علوم توسعه پیدا نمود. دوربینهای عکس برداری هوایی با پیشرفتهای شگرف در صنعت و هنر ساختمان عدسیها به حد بسیار مرغوب رسید. ساختمان انواع فیلمهای سفید و سیاه بصورت پانکروماتیک و مادون قرمز توسعه یافت و فیلم رنگی نیز از ۱۹۳۵ بصورت کداکرم عرضه گردید. فیلمهای رنگی کاذب نیز کاربردی عظیم در تفسیر پیدا نمود.
تاریخچه مختصر فتوگرامتری
1480 بررسی های اولیه اصول پرسپکتیو توسط لئوناردو داوینچی
1837 ابداع روش Daguerrotypie توسط Daguerre and Niepce
1851 ابداع اولین روش های فتوگرامتری توسط Aime Laussedat که اولین فتوتئودولیت ( 1867 ) را اختراع نمود و می توان وی را پدر فتوگرامتری نامید. وی تلاش های برای تهیه عکس هوایی توسط بالن و کایت نیز داشته است.
1858 تاسیس اولین انیسیتوت فتوگرامتری توسط یک معمار آلمانی به نام Meydenbauer.
1885 اولین ثبت آثار باستانی به روش فتوگرامتری که آن هم تخت جمشید است .
1889 انتشار اولین کتاب جامعه فتوگرامتری به زبان آلمانی
1896 اختراع اولین دستگاه تبدیل تصاویر به نقشه (stereoscopical ) توسط Eduard Gaston و Daniel Deville
1901 اختراع اولین Stereokomparator توسط Pulfrich
1903 اختراع Perspektograph توسط Theodor Scheimpflug
1910 تاسیس ISP) International Society for Photogrammetry) که حالا تحت عنوان ISPRS شناخته می شود
1911 اختراع اولین دستگاه ترمیم تصاویر توسط Th. Scheimpflug. وی اولین کسی بود که اصول فتوگرامتری را بر تصاویر هوایی اعمال کرد.
1913 اولین کنفرانس فتوگرامتری در وین که توسط ISP تشکیل شد.
1957 اختراع استروپلاتر توسط Helava
1964 استفاده از دوربین های استرومتریک در تهیه نقشه های معماری توسط Carl Zeiss, Oberkochen and Hans Foramitti
1968 اولین کنفرانس بین المللی در مورد فتوگرامتری کاربرد در باستانشناسی در پاریس
1970 تاسیس CIPA (Comité International de la Photogrammétrie Architecturale)
دهه 1970 توسعه سریع دانش فتوگرامتری در زمینه های مختلف
دهه 1980 شروع عصر فتوگرامتری تحلیلی وسپس فتوگرامتری رقومی
پایه گذار علم فتوگرامتری یک سرگرد فرانسوی به نام لوسدا (A. Laussedat)، بود. او در سال 1859 برای کمیسیون آکادمی علوم پاریس نشان داد که انسان چطور میتواند با استفاده از زوج عکس، مختصات نقاط را محاسبه کند. در همین زمان در آلمان شخصی به نام مایدن باور (A. Meydenbaver)، اولین آزمایش موفق خود را تحت عنوان فتوگرامتری ساختمان پشت سر گذاشت. این علم در اتریش از تاریخ 1887 تاکنون مورد استفاده قرار گرفته و همچنین دو مهندس اتریشی به نامهای هافرل (Hefferl) و ماورر (Maurer) اولین طرح دستگاه فتوگرامتری را جهت استفاده در راهسازی و آبرسانی به انجام رساندند.
بعد از اینکه در سال 1901 پالفریش (Pulfrich) مقدمات علم استریوفتوگرامتری را ارائه کرد، راه را برای مخترع با ذوقی به نام اورلز (Orels) در سال 1909 که دستگاه استریواتوگراف را اختراع کرد، هموار ساخت.
كارتوگرافی ، اساساً تكنیكی است كه با كوچك كردن خصوصیات فضایی ( ابعاد ) انواع مختلف اجسام و سطوح بزرگ ، مثل زمین هاى وسیع ، قسمتی و یا تمام كره زمین و یا یك كره آسمانی سر و كار دارد این تكنیك پهنه های وسیع را كوچك می كند تا قابل مشاهده شود .
برای كارتوگرافی چند تعریف علمی وجود دارد . علت تعدد تعریفات و نظریات مختلف در این باره ناشی از وضع نقشه و نقشه برداری در ممالك مختلف جهان است . برخی از كشورها عملیات ژئودزی (جیودیزی ) و مثلث بندی هاى مختلف و نقشه هاى توپوگرافی پوششی در مقیاس های گوناگون را كامل كرده و مرتب آن را مورد تجدید نظر قرار می دهند . چنین كشورهایی به عملیات دقیق نقشه برداری پرداخته و بیشتر در زمینه های مختلف نقشه هاى تماتیك مشغول به كارند . بعضی از این ممالك حتی عملیات احداث شبكه ژئودزی را شروع نكرده و یا شبكه بسیار ضعیفی ساخته اند كه نتیجه آن تهیه نقشه هاى بسیار ناقص است . بین این دو دسته ممالك ، علم كارتوگرافی و فنون مربوط به آن مفهوم واحدی ندارند .
علاوه بر دلایل ذكر شده ، مواردی نظیر شرایط فنی ، سوابق كار ، شرایط محلی و همچنین سلیقه متخصصین مختلف توام با سوابق تاریخی ، موجب ایجاد ناهماهنگی در مفهوم كلمه كارتوگرافی شده است . موضوع میدان عمل كارتوگرافی و محیط فعالیت آن هنوز از نظر لغوی مطرح است و تصمیم كمسیون هاى فنی بین المللی در مورد تعریف كارتوگرافی مورد قبول تمام كشورها واقع نشده است.
عموماً یكی از معایب تعریف كارتوگرافی در این است كه نمی تواند تمام ابعاد و معانی مختلف یك واژه را در بر داشته باشد و جای چنین تعاریفی غالباً در فرهنگ لغات و اصطلاحات است . گذشته از آن ، امروزه با توسعه و گسترش دامنه علوم ، مفاهیمی نظیر كارتوگرافی ابعاد جدیدی به خود می گیرند و معانی وسیعتری را شامل می شوند كه لازم است اینگونه تعاریف و تصمیمات كنفرانس های بین المللی دوباره مورد تجدید نظر قرار گیرد.
با وجود تمام اختلاف نظرها در تعریف كارتوگرافی ، به طور كلی دو معنا از كارتوگرافی مستفاد می گردد :
2- كارتوگرافی خاص ؛ مراحی بعد از برداشت زمینی ، فتوگرامتری و یا كلاً اطلاعات اولیه برای تهیه نقشه را شامل می شود و در حقیقت ، قسمت اعظم كار تهیه نقشه محسوب می گردد . كارهایی از قبیل تنظیم پیش نویس ، تركیب اطلاعات و استفاده از نقشه ها و مدارك مربوطه ، انتخاب شبكه ، تعیین علایم و نوشته ها ، هماهنگی اطلاعات موجود در نقشه ، طراحی اطلاعات حاشیه نقشه ، انتخاب روش ترسیم و چاپ و تكثیر ، مراحل مختلف كارتوگرافی خاص را تشكیل می دهد.
